国产EDA创新不止步，2023砥砺前行

电子发烧友网报道（文/黄晶晶）每年的ICCAD做为半导体行业年度重要的活动，汇集从EDA、IP到IC设计等上下游企业。在中国集成电路设计业2022年会暨厦门集成电路产业创新发展高峰论坛（ICCAD 2022）上，来自多家国产EDA企业的高管接受媒体采访，他们从产品创新、行业发展等多个维度向我们展示了国产EDA的最新进展以及各自对行业的思考。 思尔芯：打造齐全的前端数字验证工具 思尔芯从2004年开始做原型验证系统，2022年推出第七代原型验证系统。结合原型验证完整的软件工具链，很多用户用到了百亿门级的系统。可实现自动编译与自动设计分割等功能。 思尔芯总裁林凯鹏表示，思尔芯聚焦数字前端验证领域，除了原型验证产品外，还推出硬件仿真系统和软件仿真工具，补强前端数字验证工具产品线。未来将持续打造融合异构、仿真验证的用户体验，即异构验证的“5+1”体系，包括5个验证工具、1个体系。从原代码设计到功能验证，实现整个数字芯片前端设计的无缝衔接，形成比较完善的前端仿真验证工具链和体验。 图：思尔芯总裁林凯鹏 思尔芯的验证云服务已经推出三年时间，据介绍目前有上千个IP原型验证系统运行，良率非常高。林凯鹏说：“对于验证场景来说，云非常重要。验证从时间轴角度出发，存在峰值的情况，前面开发阶段可能验证需求不多，到了一定阶段的时候，你会发现设计团队需要大量的回归测试，大量集群的验证，还需要有大量的软件仿真验证，以及软件性能测试验证过程，这个时候验证峰值非常明显。现有的算力不足以满足需求时，IC设计公司希望采用更多的算力，提高验证回归效率。云这种集中大量算力，为峰值需求提供相对应的算力和解决方案，是天然好的解决方案。” 对于大家担心的上云的信息安全问题，林凯鹏表示目前以私有云居多，也会和云厂商合作在线上提供大量CPU和内存资源，并且将敏感数据放在本地进行脱敏，将原代码、关键数据放在本地编译好，这些数据变成相对脱敏的二进制数据，再去云端运行。随着芯片复杂度越来越高，对验证的CPU、内存、算力、EDA资源需求越来越强，上云是尽早的事情。但兼顾算力、信息安全、以及良好的商业模式，使其达到相对平衡发展。 在EDA全流程的发展道路上，目前思尔芯做前端，国微系的几家企业一起协作，希望通过一个共享的数据平台以及数据底座实现全链条打通和更好的一条龙服务。 芯启源：硬件仿真与原形验证的融合 芯启源的EDA工具创新性地将硬件仿真和原形验证合在一起，二合一的平台令客户投资减少、运营成本降低。芯启源EDA&IP销售总经理裘烨敏说道，EDA硬件工具的运行速度比较快，芯片设计前期能够进行更充分的验证，更大程度降低bug的逃逸率。提供多用户模式，不同的软件团队、多个芯片项目可并行在系统上运行设计。 图：芯启源EDA&IP销售总经理裘烨敏 据介绍，芯启源在2023年将进行自动分区的算法更新以及硬件优化，预计会在2023年的二季度，从原来的10兆速率快速提升到20兆。2022年，芯启源的定单量比往年翻了三倍，尽管有着疫情的影响，但仍然取得长足的进步。22年拓展了较多的中大型客户，包括CPU、GPU、AI等芯片公司。 如何获得客户的认可，裘烨敏认为首先是做出自己的技术亮点。以亮点做为切入点，客户才有兴趣了解。接着是定制化的能力，配合客户的需求，以及像在Debug里找到编译错误、语言错误，助力客户，接纳客户反馈，实时依据客户的反馈优化和添加EDA工具中各模块的功能。 针对当前政府对EDA、IP进行补贴存在不同的条条框框限制的情况，裘烨敏呼吁政府放宽限制、加大进度、引导企业。尤其是头部企业若能够给国内EDA厂商更多打磨产品的时间和机会，国产EDA工具将越用越好。 速石科技：一站式IC设计云平台，助力高效利用算力资源
速石科技于2017年成立，致力于为研发型公司提供一站式IC设计云平台。 无论是微小型公司还是成长型公司亦或是上市公司，都面临本地和云端资源的需求，速石平台能够解决资源不够的核心问题，并让用户高效运营、优化研发成本。 速石科技高级技术总监陈琳涛分析，在IC设计的前4个月只涉及到前端布局与架构，对于算力需求不高，但是从第5个月开始前端、验证、后端均开始工作，算力逐渐提升，在第11个月达到小高峰，第16个月达算力最高峰，月度调度峰值达到百万级核时以上；算力波峰和波谷的核数差距在20倍以上。 速石科技高级技术总监陈琳涛 也就是说，需求是波动的，云服务是最具弹性的，能够按需使用资源。这也顺应“东数西算”将资源进行整合发挥最大效率和性价比的趋势。究竟有哪些EDA工具在哪些阶段适合用云的方式，并不需要每家用户自己去研究，速石的产品和服务平台已经解决了共性问题。 速石平台有两个重要组件，一是集群管理，将各种异构资源整合，保持环境的一致性，这是速石核心的基础能力。二是调度器的使用，也是速石着重发力的方向。速石调度器作为原生调度器调用EDA过程中的相关运行环境，速石从芯片设计的开发到流片都能够支撑整个研发环境。速石的调度器具有兼容性，兼容市面上主流的国际先进调度器。目前，已经有数百家客户大量使用速石的云平台，进行IC设计全生命周期的管理。 概伦电子：以点及面，打造应用驱动的EDA全流程
成立于2010年的概伦电子，2022年12月28日在科创板上市，其EDA营收到70%，主要包括制造端EDA用于工艺开发和制造， 和设计端EDA针对模拟、存储电路提供解决方案。此外还有测试仪器方面的业务，覆盖基本电特性、可靠性、噪声特性，提供测试系统和相关的功能服务及提供一站式工程服务。 概伦电子总裁杨廉峰表示，EDA行业没有严格意义上的全流程，实际工程实践中，几乎没有任何一家企业会全部用某一家的工具去做设计。当然，企业都希望提供更完整的解决方案。但EDA最终必须是应用价值导向，概伦电子首先瞄准的是在原来比较擅长的几个关键领域，因此在制造端，将几个点形成面，形成全流程。在设计端，针对存储或者模拟，也实现全流程，帮助客户提供更完整的解决方案。 图：概伦电子总裁杨廉峰 国内企业不会因为国产的标签或情怀或价格便宜而买单，客户都是为了价值买单。概伦多年来也一直秉持技术过硬、输出价值的观念，获得国际大客户的认可。近两三年通过对IC设计企业采用EDA进行补贴的政策，确实推动了IC客户对国内EDA的导入。尽管在国产化的背景下，国内客户的采用意愿和宽容度会好一点，但仍然不会降低标准。最终国产EDA企业要发展，一定来自于对应用的挖掘，提供可解决实际问题的方案。 国产EDA在产业化和生态建设过程中，不可避免地存在如何建立自己标准的问题。概伦电子作为全球化流程中的一部分，参与提供了很多底层的数据库、标准制定。国际上一些联盟或组织制定的标准，大部分是企业贡献出来或者形成事实上的工业标准。国内EDA同样需要标准的建立，让生态更统一更壮大。 概伦电子除了此前的两起并购之外，将持续地直接或间接投资一些EDA企业。基于产品和流程的布局，以及面向的终端应用来统筹，孵化一些企业，做早期的布局。
合见工软：面向数字验证领域打造核心价值
2021年3月份成立的合见工软发展速度非常快，2022年团队已经壮大到700多人。已经面向数字验证领域发布五六款产品，其中APS原型验证系统已经迭代两代。 合见工软产品工程副总裁孙晓阳表示，合见工软的核心价值在于帮助客户尽快地进行原型验证。我们离客户更近，反应速度快、解决问题的沟通效率更高。立足产品本身，再加上这样的优势，帮助芯片设计取得更好的PPA（性能、功耗、面积），这也是国产EDA公司能够赢得客户信任的关键，和中国IC设计公司成为紧密的共赢关系。 图：合见工软产品工程副总裁孙晓阳 在构建国内EDA全流程的生态上，必须要大家合作。孙晓阳说道，在合作的过程当中如果能够处理好芯片设计的数据安全等问题，就技术论技术，就产品论产品，去做出最好的、最合理的、最合适的接口标准。国内已经有EDA标准委员会正在推动联盟的共同发展。 至于谁来主导标准的建立，孙晓阳认为过去EDA产业的很多标准都是谁做成业界第一就变成标准，或者标准组织来推动。但是像数据库在技术上涉及性能和效率的问题，如果非常标准化又存在很多知识产权保护的问题。国内EDA企业在制定标准方面，可以将某个厂商已经落地的解决方案做为标准的基础，也可以在没有标准的领域单纯建立一个标准，大家互通。因此可以是一个百花齐放的过程，汇集不同场景，选用合适的方案和合作的厂商来主导工作。 并购能够加速企业的发展，合见工软做为初创企业势必会进行并购。在并购过程当中，合见会根据自己的企业文化和战略布局寻找最合适、最能互补的并购对象，EDA行业最大的因素是人才，做到人才和团队最佳的融合，才能使并购落地，集成新技术。多管齐下，以应对不断变化的新格局。 英诺达：低功耗设计方法学助力成熟制程，云平台充分保障数据安全 英诺达主营业务包括自研EDA、前端设计服务和后端设计服务。其中前端设计服务主要基于EDA硬件仿真加速器的云平台，给客户提供验证服务。后端设计服务主要提供后端设计流程相关的服务。 英诺达董事长兼创始人王琦非常认同魏少军教授提倡的中国半导体企业要破局，设计方法学是一个重要突破口。例如低功耗设计就是一个重要的设计方法学，其不只是先进制程需要，成熟制程更有需求，可以让客户在成熟节点的设计接近或达到先进节点的要求，使产品更有竞争力。 图：英诺达董事长兼创始人王琦 现在所通用的低功耗设计标准UPF，最早是2007-2008年间美国提出来的，王琦本人对此也有非常深厚的理解。对低功耗设计方法学，英诺达的工具对最新版的UPF和早期版本的常用命令都提供支持。 “作为一个检查工具，我们的思路并不是以报错为目的，并不是错误报的越多越好，而是报出来错误后，让客户很容易找到错误根源，找出解决办法，我们从数据架构、算法上做了创新。”该工具面试之初就已经有3个发明专利获得国家的批准，还有6个专利在申请当中。由于采用新的架构和算法，该工具达到速度和内存占用的最佳组合，支持做系统芯片级的检查。 英诺达还提供基于EDA硬件仿真加速云平台的前端设计服务，该服务基于Palladium（帕拉丁），可以形象比喻为专注于做逻辑仿真的超级计算机。远程使用可以令客户弹性运用计算资源，降低使用成本。英诺达提供不同等级的数据安全保护，客户不需要提供源代码而是编译后的二进制数据在平台上做仿真。另外，客户也可以提供源代码在英诺达机器上编译再做仿真。2022年英诺达实现97%的硬件负载率。以较高等级的防火墙、内部数据安全网络等，得到客户的信赖。 国微芯：后端和制造国产EDA工具，与Foundry紧密配合，支持实现先进工艺
国微芯于2022年正式从国微集团独立出来，完成股份制改制，继承国微集团在国产EDA方面的工作和资产，主要业务涉及后端和制造国产EDA工具开发。旗舰工具是物理验证工具和OBC工具，其中OBC工具用于***，可以说是***的“心脏”。此外还有其它的可靠性、制造性、能力分析、DFT和形式验证等一系列工具。 此次ICCAD大会上，国微芯发布“芯天成”五大系列14款EDA工具，包括物理验证平台的4个工具，OPC平台的2个工具，还有仿真平台的3个工具，特征化平台2个工具以及形式验证工具平台的3个工具。主要服务于国内Foundry厂、28nm平面Foundry线，支持国内Foundry线进行物理验证相关的参考流程和开发工作。 国微芯执行总裁/首席技术官白耿表示，后端和制造端的EDA工具首先解决28nm这个代表性的工艺节点的工具问题，再解决先进工艺的节点比较多重曝光、双重曝光，在OTC里面解决一些3D光学模型，通过EDA工具支撑用DUV实现14nm、7nm的生态工艺。另外，通过支持SOI平面工艺和3D封装等可以实现国产集成电路等效的摩尔定律的算力增长。 图：国微芯执行总裁/首席技术官白耿 为了打造全流程EDA工具，国微芯与思尔芯、鸿芯微纳形成互补关系。例如思尔芯负责前端验证包括原形验证、硬件仿真、软件仿真，鸿芯微纳负责物理设计端的四个EDA工具开发，包括布局布线、逻辑综合、静态时序、功耗电压等。国微芯负责形式验证、物理验证、OPC等。三家的工具形成了一条完整的工具链，彼此之间互相补充、互相扶持。 国微芯作为后端和制造端EDA工具开发者，获得Foundry支持必不可少。白耿阐述，通过Foundry的反馈获得工艺参数信息，比如器件参数、版图热点图形、良率、可追溯性，再通过EDA工具反馈给前端的IC设计公司进行使用，让前端设计掌握可制造性和良率的问题，并进行规避，这就是DTCO实现的过程。 他进一步分析，AI进入EDA有两个层面，一是通过共同的数据底座，以及一系列的工具和工具之间无缝的数据交换，让整个IC设计流程更加简洁高效。二是把AI的算法放在很多的点工具里面进行算力加速，比如OPC里面一个核心的反演光刻，它需要花大量的时间进行运算，为了节省时间，我们通过人工智能算法，同时通过异构的GPU加速，可以让这个模块的算力提升100倍，甚至上千倍。国微芯与香港一家公司已经建立了战略合作关系，他们的研发团队将来会与我们的OPC中间核心模块形成绑定、合作，这也是AI在我们EDA工具中的实现。 国微芯的形式验证工具在腾讯云会初步上云，供国内头部的IC设计公司使用，这是EDA上云商业计划的第一步。其它的物理验证工具、特征化工具、仿真工具，也会在国内的工业云上使用。 小结： 半导体行业总会经历周期波动，2022年需求下滑的“危”中又蕴藏着“机”。这个时候仍然有不少IC设计企业例如CPU、GPU、AI等保持产品研发。国内EDA厂商正在跟随他们的步伐。相信2023年消费类电子、通信、汽车、AI等领域的需求仍然强劲，EDA企业站在IC设计前排，并无太多寒意。